CN110839185A - 一种降低无源光网络能耗的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种降低无源光网络能耗的方法和系统，本申请在无源光网络通信中引入不连续接收机制，当所述无源光网络系统的ONU处于空闲态时，执行空闲态不连续接收机制，周期性地监听下行物理信道的寻呼消息，建立RRC连接，接收下行物理信道的“呼叫”；在判定有业务数据需要传输时，执行连接态不连续接收机制，周期性地进入激活状态或睡眠状态。本申请不需要时刻监听下行物理信道的寻呼消息，传输业务数据，节约能耗，解决现有技术光接入网络能耗大的问题。

Description

一种降低无源光网络能耗的方法和系统
技术领域
本申请属于光纤网络技术领域，尤其是涉及一种降低无源光网络能耗的方法和系统。
背景技术
如图1所示，无源光网络(PON)包括一个安装于中心控制站的光线路终端(OLT，optical line terminal)，以及一批配套的安装于用户场所的光网络单元(OpticalNetwork Unit，ONU)，PON使用单光纤连接到OLT，OLT连接到ONU，OLT用于向ONU以广播方式发送以太网数据，并为ONU分配带宽，即控制ONU发送数据的起始时间和发送窗口大小；ONU对OLT发送的广播进行选择性的接收，若需要接收数据，则需要对OLT进行接收响应；同时，ONU对用户的需要发送的以太网数据进行收集和缓存，并按照被分配的窗口向OLT发送缓存数据。
随着网络规模的不断发展扩大，据统计，通信与信息技术领域占据了全球店里资源消耗的8％，其中网络传输设备能耗约占该领域能耗的10％。目前，网络业务主要由光纤网络承载，其中骨干网和城域网只占了19％的能耗，接入网占据了整个光纤网络81％的能耗。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：解决现有技术中，无源光网络能耗大、浪费资源的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种降低无源光网络能耗的方法和系统，本发明通过引入不连续接收机制，在监测到下行物理信道有数据传输时，停止监听下行物理信道寻呼消息，ONU进入连接态不连续接收机制，传输业务数据，并在业务数据传输完毕后，进入睡眠状态。
本发明可以应用到EPON系统、XGS-PON系统等无源光网络系统中。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
本发明第一方面提供了一种降低无源光网络能耗的方法，在无源光网络通信中引入不连续接收机制，设定无源光网络ONU的空闲态不连续接收周期和连接态不连续接收周期；
所述降低无源光网络能耗的方法包括：
(1)当所述无源光网络系统的ONU处于空闲态时，所述ONU按照所述空闲态不连续接收周期，周期性地监听下行物理信道的寻呼消息，并周期性地进入“睡眠”状态；
(2)当所述ONU监听到下行物理信道发送的寻呼消息后，发起一个RRC连接建立过程，接收下行物理信道的“呼叫”；
(3)所述ONU根据接收到的下行物理信道的“呼叫”，判定下行物理信道是否有业务数据需要传输，若有，则进入步骤(4)；否则，继续执行步骤(1)～(3)；
(4)所述ONU按照连接态不连续接收周期，周期性地监听下行物理信道和传输业务数据，并周期性地执行“睡眠”过程。
通过上述技术方案，ONU不需要持续监听下行物理信道的寻呼消息，而是可以周期性地进入睡眠状态，从而达到节能的目的。
进一步地，根据本发明第一方面所述的降低无源光网络能耗的方法，所述周期性地监听下行物理信道的寻呼消息，并周期性地进入“睡眠”状态的步骤包括：
所述ONU在空闲态不连续接收周期预定的“唤醒”时间段内被“唤醒”，监听下行物理信道的寻呼消息，并在所述空闲态不连续接收周期预定的“睡眠”时间段内处于“睡眠”状态，停止监听下行物理信道的寻呼消息。
进一步地，根据本发明第一方面所述的降低无源光网络能耗的方法，所述周期性地监听下行物理信道和传输业务数据，并周期性地执行“睡眠”过程的步骤包括：
所述ONU在连接态不连续接收周期预定的激活时间段内进入激活状态，监听下行物理信道的寻呼消息，并传输业务数据；当预定的激活时间结束后，所述ONU进入“睡眠”状态，停止监听下行物理信道的寻呼消息。
进一步地，根据本发明第一方面所述的降低无源光网络能耗的方法，设置激活延时机制，在所述激活时间结束后，若判定激活延时机制启动，则所述ONU继续处于激活状态，直至激活延时结束后，进入睡眠状态。
通过设置激活延时机制，可以保证在需要传输的业务数据字节数较大时，能在一个周期内传输完毕，避免再次等待下一个周期，从而避免了数据传输的延迟。
本发明第二方面提供了一种降低无源光网络能耗的系统，包括：
空闲态不连续接收模块，用于当所述无源光网络系统的ONU处于空闲态时，控制所述ONU按照所述空闲态不连续接收周期，周期性地监听下行物理信道的寻呼消息，并周期性地进入“睡眠”状态；
连接建立模块，用于当所述ONU监听到下行物理信道发送的寻呼消息后，发起一个RRC连接建立过程，接收下行物理信道的“呼叫”
连接态不连续接收模块，用于根据所述ONU接收到的下行物理信道的“呼叫”，判定下行物理信道是否有业务数据需要传输，若有，则控制所述ONU按照连接态不连续接收周期，周期性地监听下行物理信道和传输业务数据，并周期性地执行“睡眠”过程。
进一步地，根据本发明第二方面所述的降低无源光网络能耗的系统，所述空闲态不连续接收模块包括空闲态周期控制单元，用于控制所述ONU在空闲态不连续接收周期预定的“唤醒”时间段内被“唤醒”，监听下行物理信道的寻呼消息，并在所述空闲态不连续接收周期预定的“睡眠”时间段内处于“睡眠”状态，停止监听下行物理信道的寻呼消息。
进一步地，根据本发明第二方面所述的降低无源光网络能耗的系统，所述连接态不连续接收模块包括连接态周期控制单元，用于控制所述ONU在连接态不连续接收周期预定的激活时间段内进入激活状态，监听下行物理信道的寻呼消息，并传输业务数据；并当预定的激活时间结束后，控制所述ONU进入“睡眠”状态，停止监听下行物理信道的寻呼消息。
进一步地，根据本发明第二方面所述的降低无源光网络能耗的系统，包括激活延时模块，用于在所述激活时间结束后，在业务数据仍未传输完毕的情况下，启动激活延时，使所述ONU继续处于激活状态，直至业务数据传输完毕后，使所述ONU进入睡眠状态。
本发明的有益效果是：本发明能够控制无源光网络周期性地进入睡眠状态，不需要持续性地监听下行物理信道的寻呼消息，节约能耗。
另一方面，本发明通过设置激活延时机制，可以保证在需要传输的业务数据字节数较大时，能一次性传输完毕，避免再次等待下一个周期，从而避免了数据传输的延迟，提高了数据传输的时效性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本申请的技术方案进一步说明。
图1是无源光网络的拓扑结构示意图；
图2本申请实施例的方法流程图；
图3是本申请实施例的连接态DRX执行周期示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请的技术方案。
本申请提供了一种降低无源光网络能耗的方法和系统，本申请的可以应用到EPON(Ethernet Passive Optical Network，以太网无源光网络)系统，或者XGS-PON(10-Gigabit-capable symmetric passive optical network，万兆对称无源光网络)系统等。其中，EPON是基于以太网的PON技术，XGS-PON为对称10G GPON，GPON为千兆无源光网络。
实施例1
正常情况下，在无源光网络通信时，当用户端需要向ONU发送业务数据时，会首先向ONU发送寻呼消息(寻呼消息用于向处于空闲态的ONU发送呼叫请求)，以寻呼ONU。
不管是出于空闲态还是连接态的ONU，都会一直监听下行物理信道的寻呼消息，查看是否有来自用户的业务数据需要传输。但事实上，ONU并不是一直在和用户端进行有效的信息交互，不会总是执行数据传输业务。大多数的时间，ONU和用户端是没有数据交互的，如果这个时候ONU还去持续的监听下行物理信道的寻呼消息，显然是很耗能的，且浪费资源。
针对上述问题，本实施例提供了一种降低无源光网络能耗的方法，本实施例在无源光网络中引入了DRX(Discontinuous Reception，不连续接收)机制，DRX机制包括空闲态DRX机制和连接态DRX机制。
如图1所示，本实施例降低无源光网络能耗的方法具体包括：
当ONU处于空闲态，即没有建立RRC(Radio Resource Control，无线资源控制)连接时，执行空闲态DRX机制。
在空闲态DRX机制下，处于空闲态的ONU会在一个设定的空闲态DRX周期预定的“唤醒”时间段内“醒来”，以接收寻呼消息，而在预定的“睡眠”时间段内保持“睡眠”状态，停止监听下行物理信道的寻呼消息。
ONU在收到寻呼消息后，会发起一个RRC连接建立过程，以便接收呼叫。
ONU会根据寻呼消息判断下行物理信道是否有业务数据需要传输，若有业务数据需要传输，则ONU执行连接态DRX机制。
在连接态DRX机制下，ONU按预定的连接态DRX周期监听寻呼消息、传输业务数据。如图2所示，连接态DRX周期包括激活时间和睡眠时间，ONU的执行连接态DRX机制的过程如下：
在激活时间段内，ONU处于激活状态，在激活状态下，ONU监听下行物理信道的寻呼消息，并传输业务数据；当设定的激活时间段运行结束后，ONU进入睡眠时间，处于睡眠状态。当ONU进入睡眠状态时，PON链路接收功能和发送功能均关闭，ONU停止监听下行物理信道的寻呼消息，但可以接收来自其他物理信道的数据。
当需要再次监听下行物理信道的寻呼消息时，则在下个连接态DRX周期时，再次将ONU从睡眠状态中唤醒。这样，ONU并不需要持续监听下行物理信道的寻呼消息，而是可以周期性地进入睡眠状态，这样就可以使ONU达到节能的目的。
作为更进一步地实施方案，本实施例增设了激活延时机制，从图2可以看出，用于DRX的睡眠时间越长，ONU的功率消耗就越低，但相应的，业务数据传输的时延也会跟着增加。另外，如果ONU传输的业务数据字节数较大，ONU在连接态DRX机制下的一个周期内无法一次传输完毕，那么就需要再等下一个周期，这样就造成了数据的传输延迟，针对这种情况，本实施例设置了激活延时机制。
对于激活延时机制，本实施例设定了激活延迟时间，ONU在激活时间段内根据接收到的下行物理信道数据信息，判定如果需要启动激活延时机制，则启动一个激活延迟时间，并在该激活延迟时间运行期间，监听下行物理信道。在该激活延迟时间运行期间，根据下行物理信道的数据信息，如果判定需要再次启动激活延时机制，则重新启动一个激活延迟时间。
通过设置激活延时机制，在连接态DRX机制的一个周期内，激活时间结束后，ONU不会直接进入睡眠状态，而是继续保持在激活状态，直到设定的激活延迟时间结束后，再开始睡眠时间，进入睡眠状态。
本实施例通过设置激活延时机制，可以保证在需要传输的业务数据字节数较大时，能在一个周期内传输完毕，不用等到下一个周期再接着传输，明显减少数据的处理时延，提高了数据传输的时效性。
实施例2
本实施例提供了一种降低无源光网络能耗的系统，包括：
空闲态不连续接收模块，用于当所述无源光网络系统的ONU处于空闲态时，执行空闲态不连续接收机制。
关于空闲态不连续接收机制的执行过程，与上述实施例1相同，在此不再赘述。
连接建立模块，用于当所述ONU监听到下行物理信道发送的寻呼消息后，发起一个RRC连接建立过程，接收下行物理信道的“呼叫”。
连接态不连续接收模块，用于根据所述ONU接收到的下行物理信道的“呼叫”，判定下行物理信道是否有业务数据需要传输，若有，则控制ONU执行连接态不连续接收机制。
关于连接态不连续接收机制的执行过程，与上述实施例1相同，在此不再赘述。
通过本实施例的控制方式，ONU不需要持续监听寻呼消息，而是可以周期性地进入睡眠状态，这样就可以使ONU达到节能的目的。
本实施例进一步包括激活延时模块，所述激活延时模块用于执行激活延时机制，本实施例的激活延时机制与上述实施例1相同，在此不再赘述。
本实施例通过设置激活延时模块，可以保证将需要传输的业务数据在一个周期内全部传输完毕，避免了因数据字节数较多在一个周期无法全部传输，而等到下一个周期继续传输的情况发生，从而避免了数据的延迟，提高了数据传输的时效性。
以上述依据本申请的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项申请技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项申请的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (9)

1.一种降低无源光网络能耗的方法，其特征在于，在无源光网络通信中引入不连续接收机制，设定无源光网络中ONU的空闲态不连续接收周期和连接态不连续接收周期；
所述降低无源光网络能耗的方法包括：
(1)当所述无源光网络的ONU处于空闲态时，所述ONU按照所述空闲态不连续接收周期，周期性地监听下行物理信道的寻呼消息，并周期性地进入“睡眠”状态；
(2)当所述ONU监听到下行物理信道发送的寻呼消息后，发起一个RRC连接建立过程，接收下行物理信道的“呼叫”；
(3)所述ONU根据接收到的下行物理信道的“呼叫”，判定下行物理信道是否有业务数据需要传输，若有，则进入步骤(4)；否则，继续执行步骤(1)～(3)；
(4)所述ONU按照连接态不连续接收周期，周期性地监听下行物理信道和传输业务数据，并周期性地执行“睡眠”过程。
2.根据权利要求1所述的降低无源光网络能耗的方法，其特征在于，所述周期性地监听下行物理信道的寻呼消息，并周期性地进入“睡眠”状态的步骤包括：
所述ONU在空闲态不连续接收周期预定的“唤醒”时间段内被“唤醒”，监听下行物理信道的寻呼消息，并在所述空闲态不连续接收周期预定的“睡眠”时间段内处于“睡眠”状态，停止监听下行物理信道的寻呼消息。
3.根据权利要求1所述的降低无源光网络能耗的方法，其特征在于，所述周期性地监听下行物理信道和传输业务数据，并周期性地执行“睡眠”过程的步骤包括：
所述ONU在连接态不连续接收周期预定的激活时间段内进入激活状态，监听下行物理信道的寻呼消息，并传输业务数据；当预定的激活时间结束后，所述ONU进入“睡眠”状态，停止监听下行物理信道的寻呼消息。
4.根据权利要求1所述的降低无源光网络能耗的方法，其特征在于，设置激活延时机制，在所述激活时间结束后，若判定激活延时机制启动，则所述ONU继续处于激活状态，直至激活延时结束后，进入睡眠状态。
5.根据权利要求1所述的降低无源光网络能耗的方法，其特征在于，所述无源光网络包括EPON、XGS-PON。
6.一种降低无源光网络能耗的系统，其特征在于，包括：
空闲态不连续接收模块，用于当所述无源光网络系统的ONU处于空闲态时，控制所述ONU按照所述空闲态不连续接收周期，周期性地监听下行物理信道的寻呼消息，并周期性地进入“睡眠”状态；
连接建立模块，用于当所述ONU监听到下行物理信道发送的寻呼消息后，发起一个RRC连接建立过程，接收下行物理信道的“呼叫”
连接态不连续接收模块，用于根据所述ONU接收到的下行物理信道的“呼叫”，判定下行物理信道是否有业务数据需要传输，若有，则控制所述ONU按照连接态不连续接收周期，周期性地监听下行物理信道和传输业务数据，并周期性地执行“睡眠”过程。
7.根据权利要求6所述的降低无源光网络能耗的系统，其特征在于，所述空闲态不连续接收模块包括空闲态周期控制单元，用于控制所述ONU在空闲态不连续接收周期预定的“唤醒”时间段内被“唤醒”，监听下行物理信道的寻呼消息，并在所述空闲态不连续接收周期预定的“睡眠”时间段内处于“睡眠”状态，停止监听下行物理信道的寻呼消息。
8.根据权利要求6所述的降低无源光网络能耗的系统，其特征在于，所述连接态不连续接收模块包括连接态周期控制单元，用于控制所述ONU在连接态不连续接收周期预定的激活时间段内进入激活状态，监听下行物理信道的寻呼消息，并传输业务数据；并当预定的激活时间结束后，控制所述ONU进入“睡眠”状态，停止监听下行物理信道的寻呼消息。
9.根据权利要求6所述的降低无源光网络能耗的系统，其特征在于，包括激活延时模块，用于在所述激活时间结束后，在业务数据仍未传输完毕的情况下，启动激活延时，使所述ONU继续处于激活状态，直至业务数据传输完毕后，使所述ONU进入睡眠状态。
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